系统概况

　　　中船澄西1600T起重船主要用途是为海上作业配套服务，主要功能是起吊重物。起重船总的起吊能力为1600吨。本电气系统的控制主要为起重、变幅控制系统、移船及系泊绞车控制系统。起重机控制系统采用集散控制方式，即采用PLC的CPU集中控制管理，通过分布式I/O及通讯适配器与远程输入输出模块及变频器交换数据。起升、变幅、移船及系泊机构驱动器均采用变频驱动系统拖动交流感应电机。该交流传动系统不仅有效的消除了高次谐波的干扰、而且扩大了电机转速的调速范围，使电机转速能够从零到高于额定转速的范围内变化。精确的速度控制及可靠性提高了传动过程中的生产效率，进而达到节省能源的目的。直接转矩控制(DTC)使得在没有编码器的情况下，得到高控制精度成为可能。

系统主要构成

　　本系统由4个起升机构、俯仰机构及其他移船定位、系泊等机构组成。

浮吊工作数据

起吊能力： 

－四个主起升(MH)  载荷：400t，公称速度：14m/min，空载可弱磁两倍额速

－两个副起升(AH)  载荷：200t，公称速度：32m/min，空载可弱磁两倍额速

－两个主起升联合抬吊：MH1+MH2或MH3+MH4      800t

－四个主起升联合抬吊作业：MH1+MH2+MH3+MH4            1600t

变幅机构载荷 

－四台变幅电动绞车                                800kN

移船、系泊机构载荷 

­－五台移船绞车                                             300kN

－四台系泊绞车                                       150kN

解决方案

　　起重机电源采用船上发电机供电，电压等级为400VAC/3P/50Hz。经主、辅干式十二脉三绕组整流变压器（二次侧绕组相位差30°）分别供主起升、副起升、变幅机构和移船、系泊机构供电。

绞车电机的驱动全部采用ABB公司ACS800系列变频调速装置。机构在制动或下降的过程中产生的能量通过外部能耗电阻释放，能耗电阻单独放置在电气房外部。

控制部分采用西门子公司的S7-400系列PLC，实施整机的逻辑控制、安全保护与连锁以及故障诊断和状态监视等。

变频调速装置与PLC及监控装置之间采用Profibus-DP总线通讯，能快速控制和监视设备运行状态，且减少电缆敷设，方便运行和维护。

低压电器部分均采用法国施耐德公司产品。

起重机构设有称重装置（力矩保护）、安全保护装置、紧停保护、电视监控系统、起重机操作台、移船系泊操作台、风速仪等。

由于系统采用全变频驱动控制，为了减少谐波的影响，每个变频器输入端加装无源谐波滤波器。

监控系统：采用海得专用CMS系统.

　　变频调速装置与PLC之间采用Profibus-DP总线通讯，能快速控制和监视设备运行状态，且减少电缆敷设，方便运行和维护，PLC与工控机间通过以太网快速通讯，实时监控整机运行状态和反馈最新故障信息。

　　船上安装GPS全球定位仪、安全监测报警装置、机舱监控装置，还装有计算机控制管理系统（CMS）等先进设备。

CMS主画面由各主要运行机构的主要相关信息构成，包括如下模块功能：

整机位置动画图形和数据（每个起升高度、变幅角度等）

状态监测及监控模块

故障报警、诊断及故障追踪回放模块

设备维护及保养模块

生产统计及分析模块

报表产生模块

系统入级标准.

　　本起重控制系统于2008年通过中国船级社（CCS）上海分社的严格试验和审核，并由CCS正式授于起重设备入级证书。

本起重电控系统完全符合以下规范：

                     GB3811-2008        起重机设计规范

                     GB/T232-82         电气装置安装工程施工及验收规范:起重机电气装置篇

                     GB6067              起重机械安全规程

                     中国船级社      船舶与海上设施起重设备规范-2007

                     中国船级社      钢质海船入级规范2006

                     GD01-2006      船舶与海上设施用电气电子设备型式试验指南

                     CB/T3909-1999   船舶电气设备安装工艺标准

                     GB6067－85          起重机械安全规程

                     GB5905－86          起重机试验规范和程序

系统特色

        全通讯解决方案，减少电缆敷设。电气效率、功率因素高。

        标准化软件设计。

        操作方便、使用安全、维护简单便捷。

        系统可靠性高，速度快。

        主钩位置和速度同步运行精度高达0.02%，副钩速度运行同步精度高达0.02%。

        俯仰力矩同步确保两台电机出力均衡，电机出力控制精度达0.5%。

        整机设计注重EMC控制，抗干扰能力强。

        平稳移船控制：由于船体水阻力变化，采用特殊控制模型实现整船平稳移动。

        速度恒定控制：由于钢丝绳在卷筒上采用叠层卷绕，致使不同层旋转半径不同而产生钢丝绳速度变化，采用钢丝绳卷层测量改变电机转速而实现钢丝绳速度恒定

        低谐波变频控制，安全、可靠，优越的谐波处理措施：由于起重船采用柴油发电机发电，起升、移船等采用变频控制，若不进行相应处理，变频器产生的谐波将使设备无法正常使用甚至损坏电子元件

        提升防溜钩控制：基于力矩效验功能来实现良好的速度控制和抱闸控制，保证起升安全。

        精确的起升超力矩保护：由于浮吊在起吊重物时船体会发生倾销，此时臂架角度传感器将会有船倾角度误差，基于水平的力矩保护曲线则需要校正。

        完善的电控系统安全连锁与保护功能：防触电保护、同步及纠偏故障检测、防止误操作联锁保护、负荷检测及保护、过载保护、弱磁曲线控制及保护、全行程速度、位置“包络线”检测及控制，精确速度、位置检测及保护、完善的安全保护，四级故障处理，保护设备和人身安全，方便维护

        人性化的浮吊CMS：具有友好的人机界面，智能化的故障处理、故障追踪及设备维护功能，各机构运行速度、位置、力矩曲线显示功能,减少维护和操作员工作强度 ，方便管理。